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课时跟踪检测(三十四) 微专题——能量与图像的综合问题
一、单项选择题
1.物体做竖直上抛运动,v表示物体的瞬时速度,a表示物体的加速度,t表示物体运动的时间,h代表其离抛出点的高度,Ek代表动能,Ep代表势能,以抛出点为零势能面,不计空气阻力。下列所示图像中,能正确反映各物理量之间关系的是 ( )
2.(2025·福鼎检测)如图甲所示,小明沿倾角为10°的斜坡向上推动平板车,将一质量为10 kg的货物运送到斜坡上某处,货物与小车之间始终没有发生相对滑动。已知平板车板面与斜坡平行,货物的动能Ek随位移x的变化图像如图乙所示,sin 10°=0.17,则货物 ( )
A.在0~3 m的过程中,所受的合力逐渐增大
B.在3~5 m的过程中,所受的合力逐渐减小
C.在0~3 m的过程中,机械能先增大后减小
D.在3~5 m的过程中,机械能先增大后减小
3.一木箱放在电梯的水平底板上,随同电梯在竖直方向运动,运动过程中木箱的机械能E与位移x的关系图像如图所示,其中0~x1过程的图线为曲线,x1~x2过程的图线为直线。根据该图像,在0~x2 过程中,下列判断正确的是 ( )
A.电梯向上先变加速后匀减速
B.电梯所受拉力先增大后不变
C.木箱所受支持力先减小后不变
D.木箱一直处于超重状态
4.(2025·泰安模拟)如图甲所示,在光滑水平面上,一物体在水平向右的恒定拉力F作用下由静止开始向右做直线运动,物体的动能Ek随时间t变化的图像如图乙所示,虚线为图像上P点的切线,切线与t轴交点的坐标t1是 ( )
A.0.60 B.0.70
C.0.75 D.0.80
5.研究“蹦极”运动时,在运动员身上系好弹性绳并安装传感器,可测得运动员竖直下落的距离h及其对应的速度v,得到如图所示的v2⁃h图像。运动员及其所携带装备的总质量为60 kg,弹性绳原长为10 m,弹性绳上的弹力遵循胡克定律,忽略空气阻力,取重力加速度g=10 m/s2。下列说法正确的是 ( )
A.弹性绳的劲度系数为120 N/m
B.运动员在下落过程中先超重再失重
C.运动员在最低点加速度大小为10 m/s2
D.运动员在速度最大处弹性绳的弹性势能为3 000 J
6.(2025·南平高三质检)如图1所示,质量为m=0.5 kg的滑块从固定斜面的顶端下滑到底端,若以顶点为坐标原点O,沿斜面向下为x轴正方向,得到滑块下滑过程中动能Ek、重力势能Ep随位移的变化关系如图2所示,以地面为零势能面,重力加速度为g=10 m/s2,根据上述信息可知 ( )
A.斜面的倾角θ=45°
B.滑块与斜面间因摩擦产生的热量为10 J
C.滑块与斜面间的动摩擦因数为
D.当滑块沿斜面下滑位移x=2.4 m时,动能和势能相等
7.如图甲为皮带输送机简化模型图,皮带输送机倾角θ=37°,顺时针匀速转动,在输送带下端A点无初速放入货物。货物从下端A点运动到上端B点的过程中,其机械能E与位移x的关系图像(以A位置所在水平面为零势能面)如图乙所示。货物视为质点,质量m=10 kg,重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。下列说法正确的是 ( )
A.货物与输送带间的动摩擦因数为0.825
B.输送带A、B两端点间的距离为8 m
C.货物从下端A点运动到上端B点的时间为9 s
D.皮带输送机因运送该货物而多消耗的能量为585 J
二、双项选择题
8.(2025·厦门模拟)某研究小组为研究一款篮球的性能,在篮球上安装了速度传感器。如图1所示,某次测试时,由静止释放篮球的同时,竖直向下拍一次篮球,篮球第一次落地前的“速度—时间”图像如图2所示。已知篮球的质量为m=5 kg,篮球与水平地面碰撞过程中损失的机械能为碰撞前篮球动能的,且碰撞后篮球速度反向,篮球可视为质点,重力加速度g取10 m/s2。则 ( )
A.释放点到水平地面的高度为0.8 m
B.释放点到水平地面的高度为1.8 m
C.篮球第一次反弹后上升的高度为0.3m
D.篮球第一次反弹后上升的高度为1.5 m
9.(2025·福建漳平调研)如图所示,竖直轻弹簧下端固定在水平地面上,将轻弹簧正上方质量为m=1 kg的小球由静止释放,小球下落过程中受到恒定的空气阻力作用。以小球开始下落的位置为原点,竖直向下为y轴正方向,取地面处为零势能面,在小球第一次下落到最低点的过程中,弹簧的弹性势能Ep1、小球的重力势能 Ep2、小球的动能Ek、小球的机械能E随小球位移变化的关系图像分别如图甲、乙、丙、丁所示,弹簧始终在弹性限度范围内,取重力加速度g=10 m/s2,下列说法正确的是 ( )
A.小球和弹簧系统机械能守恒
B.空气阻力对小球做功1.2 J
C.图丙中x0处的弹簧弹力为8 N
D.图丙中b=4,图丁中d=4
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三、非选择题
10.(13分)如图甲所示,在同一竖直平面内有两个正对着的相同的半圆光滑轨道,轨道半径为R=2 m,相隔一定的距离x,虚线沿竖直方向,一质量为M=0.1 kg的小球能在其间运动。现在最低点B与最高点A各放一个压力传感器,测量小球对轨道的压力,并通过计算机显示出来。已知小球在最低点B的速度为vB=20 m/s,g=10 m/s2,不计空气阻力。
(1)求小球在最低点B时对轨道的压力大小。(3分)
(2)小球能沿光滑轨道运动到最高点A时,求x的最大值。(4分)
(3)若半圆轨道的间距x可在零到最大值之间变化,试在图乙中画出小球对轨道A、B两点的压力差随距离x变化的图像。(6分)
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